Modelling and optimization of various renewable energy based thermochemical cycles for hydrogen production
Hidrojen üretimi için çeşitli yenilenebilir enerji bazlı termokimyasal döngülerin modellenmesi ve optimizasyonu
- Tez No: 752231
- Danışmanlar: PROF. DR. İBRAHİM DİNÇER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Isı Proses Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 178
Özet
Bu tez kapsamında yeşil hidrojen üretimi, farklı termokimyasal çevrimler aracılığı ile irdelenmektedir. İncelenen üç farklı termokimyasal su ayrıştırma ve hidrojen üretim yöntemleri termodinamik açıdan performans değerlendirmesine tabi tutulmaktadır. Bu değerlendirmelere ek olarak, çevrimler eksergoekonomik ve eksergoçevresel açıdan da incelenmektedir. Ayrıca, tüm çevrimlerin çok amaçlı optimizasyonları da kapsamlıca yapılmaktadır. Bu çalışma belirlenen üç farklı termokimyasal çevrimin uygulanabilirliğini araştırmayı, daha yüksek ekserji veriminde ve daha düşük maliyetle çalıştırmayı amaçlamaktadır. Bu amaçla beş temel adımda değerlendirme yapılmaktadır: (I) belirlenen termokimyasal çevrimlerin modellenmesi ve simülasyonu, (II) gerçekçi olması açısından literatürden elde edilen ve deneysel veriler ışığında hesaplanan kinetik parametrelerin modellene entegrasyonu, (III) kapsamlı termodinamik, ekonomik ve çevresel analizler ve bunların birlikte değerlendirilmesi (IV) elde edilen veriler ışığında termokimyasal çevrimlerin optimizasyonu ve (V) uygulanabilir enerji sistemlerine her termokimyasal çevrimin ayrı ayrı entegrasyonu. Yapılan analizler ve optimizasyon çalışmaları sonucunda Co-Cl termokimyasal çevriminin enerji ve ekserji verimleri %5.1 ve %7, çevrim maliyeti 6.53 dolar/kg, NaOH termokimyasal çevriminin enerji ve ekserji verimleri %10.7 ve %17.8, çevrim maliyeti 8.47 dolar/kg, Bor termokimyasal çevriminin enerji ve ekserji verimleri %20.3 ve %27.8, çevrim maliyeti ise 9.47 dolar/kg olarak hesaplanmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, clean hydrogen production is examined through three thermochemical cycles. The three different thermochemical water separation and hydrogen production methods examined are subjected to thermodynamic performance evaluation. In addition to these evaluations, cycles are also examined from an exergoeconomic and exergoenvironmental perspective. In addition, multi-objective optimizations of all cycles are carried out extensively. This thesis purpose to explore the feasibility of three different thermochemical cycles, to operate them with higher exergy efficiency and lower cost. For this purpose, five basic steps are evaluated: (I) modeling and simulation of the determined thermochemical cycles, (II) integration of the kinetic parameters obtained from the literature and calculated in the light of experimental data to be realistic, (III) comprehensive thermodynamic, economic and environmental analyses and their combination, evaluation of (IV) optimization of thermochemical cycles in the light of obtained data and (V) integration of each thermochemical cycle separately into applicable energy systems. As a result of the analyses and optimization studies made, the energy and exergy efficiencies of the Co-Cl thermochemical cycle are 5.1% and 7%, and the cycle cost is 6.53 USD/kg, the energy and exergy efficiencies of the NaOH thermochemical cycle are 10.7% and 17.8%, and the cycle cost is 8.47 USD/kg, and the energy and exergy efficiencies of the of the Boron water splitting thermochemical cycle are 20.3% and 27.8%, and the cycle cost is 9.47 USD/kg.
Benzer Tezler
- Kömür ve biyokütle karışımlarının gazlaştırılması ve aspen HYSYS programı ile simulasyonu
Coal and biomass gasification and simulation of gasification systems using aspen HYSYS program
TANJU NAYIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERHAN BÖKE
- Şebekeden bağımsız yenilenebilir hibrit enerji sistemlerinin boyutlandırmasında yük modelinin etkisi
Load modelling influence at sizing of offgrid hybrid renewable energy systems
ALİ GÜVEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖNDER GÜLER
- Design and evaluation of energy management systems for connected hybrid and electric vehicles
Bağlantılı hibrit ve elektrikli araçlar için enerji yönetim sistemleri geliştirilmesi ve değerlendirilmesi
ABDULEHAD ÖZDEMİR
Doktora
İngilizce
2022
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLKER MURAT KOÇ
- Renewable energy utilization in demand-side energy management system based on linear programming optimization algorithm
Başlık çevirisi yok
MUNA KAMIL HARMOOSH ALMASHHADANI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAltınbaş ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MESUT ÇEVİK
- Mezo ölçek model rüzgar şiddeti öngörü sonuçlarının yapay sinir ağları ve k en yakın komşu algoritması ile iyileştirilmesi
Artificial neural networks and k nearest neighborhood algorithm approach to improving wind speed prediction of the mesoscale forecast model results
DUYGU AKYIL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Meteorolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞÜKRAN SİBEL MENTEŞ